CN109975701B - 发电机空载电动势的测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种发电机空载电动势的测试系统，用于检测风力发电机组的发电机的空载电动势，包括：设定单元，用于设定发电机转速的预设转速区间和风力发电机组叶片变桨角的预设角度区间；转速检测器，用于获取发电机的实际转速值；控制器，通信连接于设定单元和转速检测器，用于在预设角度区间调节变桨角的大小，以使实际转速位于预设转速区间。本发明实施例通过控制器的调节，能够令发电机的空载电动势在较长的一段时间内令发电机的空载电动势满足检测需求，从而能够避免发电机的空载电动势不稳定带来的检测数据不准确的问题发生。

Description

发电机空载电动势的测试系统
技术领域
本发明涉及发电机测试技术领域，尤其涉及一种发电机空载电动势的测试系统。
背景技术
随着风力发电机组技术的不断发展，对风力发电机组各项技术要求越来越高，发电机作为风力发电机组的重要组成部分，其运行的稳定性直接影响风力发电机组的正常运行。
发电机空载电动势是发电机是否能够稳定运行的重要指标，目前现场发电机空载电动势测试主要用功率分析仪，通过手动变桨和风速调节发电机转速的方式来进行测试。变桨角度范围和风速大小两个方面直接影响发电机转速，在停机状态下，手动变桨角度范围最小到56度，由于风况不稳定，再加上直驱发电机本身的额定转速比较低，导致风机的转速每分钟大约十几转，功率分析仪能够采集的发电机空载电动势频率最大能达到2HZ左右，频率比较低，再通过转换公式，将空载电动势数据转换到标准工况下，造成数据的误差较大，由于直驱发电机的转速受风况的不稳定的影响，无法限制在固定的转速，造成一定速度下的采集时间短，数据量比较少，加大数据的不稳定性，严重影响功率分析仪采集的数据准确性。
因此，亟需一种新的发电机空载电动势的测试系统。
发明内容
本发明实施例提供一种发电机空载电动势的测试系统，旨在解决由发电机空载电动势不稳定导致的数据不准确性问题。
本发明实施例一方面提供了一种发电机空载电动势的测试系统，用于检测风力发电机组的发电机的空载电动势，包括：设定单元，用于设定发电机转速的预设转速区间和风力发电机组叶片变桨角的预设角度区间；转速检测器，用于获取发电机的实际转速值；控制器，通信连接于设定单元和转速检测器，用于在预设角度区间调节变桨角的大小，以使实际转速位于预设转速区间。
根据本发明的一个方面，控制器还用于当实际转速值大于第一预设转速值时，在预设角度区间增大变桨角，当实际转速值位于预设转速区间时，停止调节变桨角，其中第一预设转速值属于预设转速区间。
根据本发明的一个方面，控制器还用于当实际转速值小于第二预设转速值时，在预设角度区间减小变桨角，当实际转速位于预设转速区间时，停止调节变桨角，其中第二预设转速值属于预设转速区间。
根据本发明的一个方面，还包括风速仪，用于获取当前环境的实际风速值，控制器通信连接于风速仪，控制器还用于根据实际风速值，在预设角度区间调节变桨角的大小，使得实际转速值位于预设转速区间。
根据本发明的一个方面，控制器还用于当风速仪的获取的实际风速值大于第一预设风速值时，在预设角度区间增大变桨角，使得实际转速位于预设转速区间。
根据本发明的一个方面，控制器还用于当风速仪的获取的实际风速值小于第二预设风速值时，在预设角度区间减小变桨角，使得实际转速值位于预设转速区间，其中第一预设风速值大于第二预设风速值。
根据本发明的一个方面，设定单元还包括显示器，用于显示预设转速区间、预设角度区间、实际转速值和变桨角。
根据本发明的一个方面，还包括功率分析仪，通信连接于控制器，用于根据实际转速值判断发电机的空载电动势，以及当空载电动势位于预设电动势范围内时，采集空载电动势。
根据本发明的一个方面，功率分析仪还包括：发射模块，用于向目标装置发射空载电动势。
在本发明实施例的发电机空载电动势的测试系统中，设定单元可以对发电机的转速以及叶片的变桨角进行设定，转速检测器能够检测当前发电机的实际转速值，控制器根据转速检测器检测到的实际转速值、以及设定单元设定的设定值对发电机的转速进行调节，令发电机的实际转速值能够稳定位于预设转速区间，当发电机的实际转速值位于预设转速区间时，发电机的空载电动势满足检测需求，因此本发明实施例通过控制器的调节，能够令发电机的空载电动势在较长的一段时间内令发电机的空载电动势满足检测需求，从而能够避免发电机的空载电动势不稳定带来的检测数据不准确的问题发生。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1是本发明实施例的一种发电机空载电动势的测试系统的模块化结构示意图；
图2是本发明实施例的一种发电机空载电动势的测试系统的显示器的显示界面图。
附图标记说明：
10、设定单元；11、显示器；
20、转速检测器；
30、控制器；
40、风速仪；
50、功率分析仪；51、发射模块。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图2根据本发明实施例的电连接组件及电池模组进行详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种发电机空载电动势的测试系统模块结构图，用于检测风力发电机组的发电机的空载电动势，发电机空载电动势的测试系统包括设定单元10，用于设定发电机转速的预设转速区间和风力发电机组叶片变桨角的预设角度区间；转速检测器20，用于获取发电机的实际转速值；控制器30，通信连接于设定单元10和转速检测器20，用于在预设角度区间调节变桨角的大小，以使实际转速位于预设转速区间。
在本发明实施例的发电机空载电动势的测试系统中，设定单元10可以对发电机的转速以及叶片的变桨角进行设定，转速检测器20能够检测当前发电机的实际转速值，控制器30根据转速检测器20检测到的实际转速值、以及设定单元10设定的设定值对发电机的转速进行调节，令发电机的实际转速值能够稳定位于预设转速区间，当发电机的实际转速值位于预设转速区间时，发电机的空载电动势满足检测需求，因此本发明实施例通过控制器30的调节，能够令发电机的空载电动势在较长的一段时间内令发电机的空载电动势满足检测需求，从而能够避免发电机的空载电动势不稳定带来的检测数据不准确的问题发生。
其中，设定单元10还可以设定发电机转速的转速限值，当发电机的转速超过转速限值时，控制器30用于控制叶片顺桨，避免发电机的转速过高。
可以理解的是，控制器30在预设角度区间调节变桨角的大小，以使实际转速位于预设转速区间的实施方式有多种，作为一种可选的实施例，控制器30还用于当实际转速值大于第一预设转速值时，在预设角度区间增大变桨角，当实际转速值位于预设转速区间时，停止调节变桨角。在这些可选的实施例中，当实际转速值大于第一预设转速值时，说明发电机的实际转速值较大，发电机可能不是处于空载的运行状态下，不能够满足实验需求，通过增大变桨角，能够增大叶片转动时遇到的阻力，从而减慢叶片的转动速度，进而减小发电机的转动速度，当发电机的实际转速值位于预设转速区间时，停止调节变桨角，从而能够令发电机的实际转速在较长的一端时间内位于预设转速区间，满足实验需求。其中第一预设转速值属于预设转速区间，第一预设转速值可以根据实际需求进行设定，例如第一预设转速值为6rmp～10rmp。其中，当控制器30将变桨角度调至最大，依然不能够令预设转速区间时，可以将整个系统关闭，达到节约资源的目的。
在另一些可选的控制器30在预设角度区间调节变桨角的大小，以使实际转速位于预设转速区间的实施方式中，控制器30还用于当实际转速值小于第二预设转速值时，在预设角度区间减小变桨角，当实际转速位于预设转速区间时，停止调节变桨角，其中，第二预设转速值属于预设转速区间。在这些可选的实施方式中，当实际转速值小于第二预设转速值时，说明发电机的实际转速值过小，发电机产生的空载电动势过小，数据不稳定，难以采集，不能够满足实验需求，控制器30控制变桨角减小，能够减小叶片转动时遇到的阻力，从而提高叶片的转速，进而提高发电机的转速，当实际转速位于预设转速区间时，停止调节变桨角，从而能够令发电机的实际转速在较长的一端时间内位于预设转速区间，满足实验需求。其中第二预设转速值可以根据实际需求进行设定，例如第二预设转速值为0rmp～4rmp。其中，当控制器30将变桨角度调至最小，依然不能够令预设转速区间时，可以将整个系统关闭，达到节约资源的目的。进一步的，为了保证系统的正常运行，第一预设转速值大于第二预设转速值。
在一些可选的实施例中，发电机空载电动势的测试系统还包括风速仪40，用于获取当前环境的实际风速值，控制器30通信连接于风速仪40，控制器30还用于根据实际风速值，在预设角度区间调节变桨角的大小，使得实际转速值位于预设转速区间。在这些可选的实施例中，控制器30还能够根据风速仪40获取的当前实际风速值调节变桨角的大小，进一步提高调节的精确性。
可以理解的是，控制器30根据实际风速值，在预设角度区间调节变桨角的大小，使得实际转速值位于预设转速区间的实施方式有多种，作为一种可选的实施方式，控制器30还用于当风速仪40的获取的实际风速值大于第一预设风速值时，在预设角度区间增大变桨角，使得实际转速位于预设转速区间。在这些可选的实施例中，当实际风速值大于第一预设风速值时，说明当前风速较大，叶片的转速应该较快，控制器30直接根据实际风速值在预设角度区间增大变桨角，将发电机的实际转速值快速快速调至预设转速区间，能提高系统的响应性，也进一步延长了实际转速值位于设转速值的数值范围内的时间，保证了实验效果。其中，第一预设风速值可以根据实际需求进行设定，例如第一预设风速值为8m/s～12m/s。其中，当实际风速值过大，即使变桨角调节至最大时，仍然不能够令实际转速位于预设转速区间，不能够满足检测需求，此时控制器30控制整个系统关闭，达到节约能源的目的。
作为另一种控制器30根据实际风速值，在预设角度区间调节变桨角的大小，使得实际转速值位于预设转速区间的实施方式，控制器30还用于当风速仪40的获取的实际风速值小于第二预设风速值时，在预设角度区间减小变桨角，使得实际转速值位于预设转速区间，其中第一预设风速值大于第二预设风速值。在这些可选的实施例中，当实际风速值小于第二预设风速值时，说明当前的实际风速值较小，叶片的转速较小，不能满足实验需求，控制器30直接在预设角度区间减小变桨角，减小叶片转动时遇到的阻力，增大叶片的转动速度，从而增大发电机的实际转速，令发电机的实际转速能够快速达到预设转速区间，能提高系统的响应性，也进一步延长了实际转速值位于设转速值的数值范围内的时间，保证了实验效果。其中，第二预设风速值可以根据实际需求进行设定，例如第一预设风速值为4m/s～7m/s。其中，当实际风速值过小，即使变桨角调节至0度时，仍然不能够令实际转速位于预设转速区间，不能够满足检测需求，此时控制器30控制整个系统关闭，达到节约能源的目的。
可以理解的是，预设角度区间可以根据实际需求进行设定，此处预设角度区间在0度到87度之间取值。将预设角设置在一个较大的范围，能够增大控制器30的调节范围，从而令发电机的实际转速能够在较长时间内位于预设转速区间，提高了发电机的空载电动势的稳定性，保证了实验效果。
请一并参阅图2，在一些可选的实施例中，设定单元10还包括显示器11，用于显示预设转速区间、预设角度区间、实际转速值、变桨角和转速限值。在这些可选的实施例中，通过显示器11方便预设转速区间、预设角度区间和转速限值的输入，同时方便用于及时知晓实际转速值和变桨角。
在一些可选的实施例中，发电机空载电动势的测试系统还包括功率分析仪50，通信连接于控制器30，用于根据实际转速值判断发电机的空载电动势，以及当空载电动势位于预设电动势范围内时，采集空载电动势。在这些可选的实施例中，当空载电动势位于预设电动势范围内时，功率分析仪50采集该空载电动势，功率分析仪50采集的空载电动势能够满足要求，因此能够避免空载电动势不稳定导致的数据不确定性的问题。
在一些可选的实施例中，功率分析仪50还包括：发射模块51，用于向目标装置发射空载电动势。在这些可选的实施例中，通过发射模块51可以将空载电动势发送给目标装置，方便目标装置对空载电动势进行数据的存储和处理。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (9)

1.一种发电机空载电动势的测试系统，用于检测风力发电机组的发电机的空载电动势，其特征在于，包括：
设定单元(10)，用于设定所述发电机转速的预设转速区间和所述风力发电机组叶片变桨角的预设角度区间；
转速检测器(20)，用于获取所述发电机的实际转速值；
控制器(30)，通信连接于所述设定单元(10)和所述转速检测器(20)，用于在所述预设角度区间内调节变桨角的大小，以使所述实际转速位于所述预设转速区间；
功率分析仪(50)，通信连接于所述控制器(30)，用于根据所述实际转速值判断所述发电机的空载电动势，以及当所述空载电动势位于预设电动势范围内时，采集所述空载电动势。
2.根据权利要求1所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，所述控制器(30)还用于当所述实际转速值大于第一预设转速值时，在所述预设角度区间增大所述变桨角，当所述实际转速值位于所述预设转速区间时，停止调节所述变桨角，其中所述第一预设转速值属于所述预设转速区间。
3.根据权利要求1所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，所述控制器(30)还用于当所述实际转速值小于第二预设转速值时，在所述预设角度区间减小所述变桨角，当所述实际转速位于所述预设转速区间时，停止调节所述变桨角，其中所述第二预设转速值属于所述预设转速区间。
4.根据权利要求1所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，还包括风速仪(40)，用于获取当前环境的实际风速值，所述控制器(30)通信连接于所述风速仪(40)，所述控制器(30)还用于根据所述实际风速值，在所述预设角度区间调节变桨角的大小，使得所述实际转速值位于所述预设转速区间。
5.根据权利要求4所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，所述控制器(30)还用于当所述风速仪(40)的获取的实际风速值大于第一预设风速值时，在所述预设角度区间增大所述变桨角，使得所述实际转速位于所述预设转速区间。
6.根据权利要求5所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，所述控制器(30)还用于当风速仪(40)的获取的实际风速值小于第二预设风速值时，在所述预设角度区间减小所述变桨角，使得所述实际转速值位于所述预设转速区间，其中所述第一预设风速值大于所述第二预设风速值。
7.根据权利要求1所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，所述设定单元(10)还包括显示器(11)，用于显示所述预设转速区间、所述预设角度区间、所述实际转速值和所述变桨角。
8.根据权利要求1所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，所述预设角度区间为0度到87度。
9.根据权利要求1所述的发电机空载电动势的测试系统，其特征在于，所述功率分析仪(50)还包括：发射模块(51)，用于向目标装置发射所述空载电动势。
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